开展精准脱臭提升一级大豆油中营养伴随物保留率的技术研究.pdf

现代食品XIANDAISHIPIN82/工艺技术Process Technologydoi:10.16736/41-1434/ts.2023.19.021开展精准脱臭提升一级大豆油中 营养伴随物保留率的技术研究Carry Out Technical Research on Precise Deodorization to Improve the Retention Rate of Nutrient Concomitants in First-Class Soybean Oil 李万平，董 华，朱建峰，闫军剑，周万祥，高 健，李洁艳，郎小丽，张惠兴，张 祥（中粮东海粮油工业（张家港）有限公司，江苏 张家港 215634）LI Wanping,DONG Hua,ZHU Jianfeng,YAN Junjian,ZHOU Wanxiang,GAO Jian,LI Jieyan,LANG Xiaoli,ZHANG Huixing,ZHANG Xiang(COFCO Eastocean Oil&Grains Industries(Zhangjiagang)Co.,Ltd.,Zhangjiagang 215634,China)摘 要：目的：研究在精炼工段开展精准脱臭，提升一级大豆油营养伴随物保留率的关键技术。方法：选取 5 批不同原油进行精炼小试，分析各工段营养伴随物各指标损失情况，然后针对损失最严重的环节进行精准分析，研究不同加工参数对成品油营养伴随物保留的影响。结果：脱臭工段是整个精炼工序中营养伴随物损失最严重的环节，脱臭温度越低、时间越短，营养保留率越高。通过实验分析发现，在脱臭温度为 220，脱臭时间为 60 min 的精准脱臭条件下，大豆油中维生素 E 含量提升 12.83%，植物甾醇含量提升 6.86%，角鲨烯含量提升 10.08%。结论：通过开展精准脱臭明显可以提升维生素 E、植物甾醇、角鲨烯等营养伴随物的保留率，可为工厂生产提升一级大豆油质量提供重要的理论基础和实践指导。关键词：精准脱臭；大豆油；营养伴随物Abstract：Objective:To study the key technology to carry out accurate deodorization in the refining section and improve the retention rate of nutritional concomitants of first-class soybean oil.Method:Five batches of different crude oils were selected for refining experiments,and the loss of various indicators of nutrient accompanying substances in each section was analyzed.Then,precise analysis was conducted on the most severe link of loss,and the impact of different processing parameters on the retention of nutrient accompanying substances in finished oil was carried out.Result:The deodorization section is the most severe stage of nutrient loss in the entire refining process.The lower the deodorization temperature and time,the higher the nutrient retention rate.Through experimental analysis,it was found that under the precise deodorization condition of 220 deodorization temperature and 60 min deodorization time,the vitamin E content in soybean oil increased by 12.83%,phytosterol content increased by 6.86%,and squalene content increased by 10.08%.Conclusion:Precise deodorization can significantly improve the retention rate of nutrients such as vitamin E,phytosterols,and squalene,providing important theoretical basis and practical guidance for factory production to improve the quality of first-class soybean oil.Keywords：precise deodorization;soybean oil;nutrient accompanying substances中图分类号：TS221；TS201.6基金项目：“十四五”国家重点研发计划资助项目（2021YFD2100300）。作者简介：李万平（1970），男，本科，高级工程师，研究方向为粮油加工技术与产品开发。通信作者：董华（1978），男，本科，正高级工程师，研究方向为油脂加工技术与产品质量安全。E-mail：。现代食品XIANDAISHIPIN83/工艺技术ProcessTechnology一级大豆油作为一种重要的食用油，其富含多种营养伴随物，如维生素 E、植物甾醇、角鲨烯和亚油酸等。然而，在常规精炼加工中，这些营养伴随物往往会有不同程度的损失。随着社会的发展，人们对“吃得营养健康”越来越重视，因此许多学者针对精准适度加工展开了研究。金青哲等1提出油脂过度加工的弊端和危害，提倡在油品开发中要十分重视微量伴随物和脂肪酸的天然性，将食用油加工精度界定在适度范围内。王兴国等2研究了大豆油精准适度加工新工艺，结合双酶脱胶、无水洗长混脱酸耦合，低活性脱色剂两步脱色，采用低温短时两级捕集回流脱臭技术。相比传统工艺，新工艺电气损耗更低，脱色剂用量减少 38%，维生素 E 和植物甾醇保留率大于 90%。董华等3研究了精炼工艺对玉米油营养指标及风险指标的影响，发现脱臭温度降低至 230 时，植物甾醇损失率从31.1%降低至 24.7%，维生素 E 损失率从 19.8%降低至 11.1%，大大降低了损耗率，提高了玉米油中营养物质含量，玉米赤霉烯酮去除率达 88.4%。刘玉兰等4分析了脱臭工艺条件对葵花籽油综合品质的影响，发现随着脱臭温度升高、脱臭时间延长，葵花籽油中维生素 E、甾醇含量逐渐降低，保留率分别由 94.6%降至 63.2%，从 94.4%降至 81.6%。针对行业内油脂过度精炼导致的营养素流失等问题，人们认识到油脂的过度加工会导致油脂营养物质的流失和健康危害物的 伴生。开展大豆油精准适度加工关键技术的研究有助于实现脂质营养与健康、资源利用与绿色加工的最终目标，已成为油脂行业重要的发展方向5。本文通过开展精准脱臭研究提升一级大豆油营养伴随物保留率的关键技术。1 材料与方法1.1 材料与试剂大豆原油、中和豆油、脱色豆油以及脱臭豆油均来自中粮东海粮油工业（张家港）有限公司。氢氧化钾（AR）；氧化铝；无水乙醇（GR）；薄层色谱用标准溶液；硅烷化试剂；甲醇（GR）；无水硫酸钠；石油醚（沸程3060）；正己烷（GR）；四氢呋喃（GR）；1,4-二氧六环（GR）；2,6-二叔丁基对甲酚；、生育酚（纯度 95%以上，标准物质）；乙醇（95%）；无水硫酸钠；角鲨烯标准品（纯度 98%）；异丙醇（AR）；乙醚（AR）；三氯甲烷（AR）；冰乙酸（AR）；碘化钾；酚酞；pH 试纸。1.2 仪器与设备气相色谱仪（FID检测器）；毛细管色谱柱（60 m 0.25 mm，0.1 m）；HP-5MS 色谱柱（30 m0.25 mm，0.25 m），安捷伦科技有限公司；硅胶薄层色谱板（20 cm20 cm，厚度 0.25 mm）；玻璃柱（具聚四氟乙烯活塞，烧结玻璃砂芯，100 mL储液器，长25 cm，内径 1.5 cm）；玻璃展开槽；高效液相色谱仪，带荧光检测器；电子分析天平（感量 0.000 1 g）；回流冷凝器；磨口圆底烧瓶；旋转蒸发器；水浴恒温振荡器；烘箱（1053）；氮吹仪；紫外分光光度计；索氏脂肪抽提仪；罗维朋比色仪；实验室常规玻璃器具。1.3 实验方法1.3.1 生产加工工艺流程食用油精炼生产加工工艺流程为毛油过滤脱胶脱酸真空干燥脱色脱臭过滤成品油。1.3.2 大豆油精炼工艺流程称量油样，加入75%磷酸0.05%，脱胶温度60，脱胶 20 min，液碱添加量根据加酸后油的酸价计算理论加碱量，并添加 10%以内的超碱量；碱反应后，离心分离；水洗后真空干燥。脱色温度选择 115，脱色剂添加量为 0.8%，脱色时间为 30 min。常规脱臭参数：脱臭温度 245，时间 90 min；精准脱臭参数：脱臭温度分别设置为 245、240、230、220、210，并在脱臭时间为 90 min、60 min 条件下进行脱臭小试研究，确定最佳的脱臭加工参数。1.3.3 营养物质指标的测定植物甾醇按照动植物油脂 甾醇组成和甾醇总量的测定 气相色谱法（GB/T 252232010）测定；维生素 E 按照食品安全国家标准 食品中维生素 A、D、E 的测定（GB 5009.822016）第二法测定；角鲨烯按照粮油检验 植物油中角鲨烯的测定 气相色谱法（LS/T 61202017）测定。1.3.4 理化指标的测定色泽参考动植物油脂 罗维朋色泽的测定（GB/T 224602008）测定；过氧化值参考食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定（GB 5009.2272016）测定；酸价参考食品安全国家标准 食品中酸价的测定（GB 5009.2292016）测定。现代食品XIANDAISHIPIN84/工艺技术Process Technology1.3.5 风险指标的测定3-氯丙醇酯含量参考美国油脂化学家协会制定的标准 AOCS Cd 29a13 测定；缩水甘油酯参考 AOCS Cd 29a13 测定；反式脂肪酸含量参考食品安全国家标准 食品中反式脂肪酸的测定（GB 5009.2572016）检测；苯并芘含量参考食品安全国家标准 食品中苯并（a）芘的测定（GB 5009.272016）检测；溶剂残留量按照食品安全国家标准 食品中溶剂残留量的测定（GB 5009.2622016）检测；黄曲霉毒素 B1含量按照食品安全国家标准 食品中黄曲霉毒素 B 族和 G 族的测定（GB 5009.222016）第三法 检测。1.3.6 损失率计算不同工段营养伴随物的损失率按公式（1）（2）（3）计算。中和损耗=（原油营养伴随物-中和营养伴随物）/原油营养伴随物 100%（1）脱色损耗=（中和营养伴随物-脱色营养伴随物）/中和营养伴随物 100%（2）脱臭损耗=（脱色营养伴随物-脱臭营养伴随物）/脱色营养伴随物 100%（3）式中：营养伴随物包括维生素 E、植物甾醇、角鲨烯各个指标的含量。2 结果与分析2.1 不同工段对营养伴随物的影响孙玉萍等6研究发现，大豆油中维生素 E 的损失主要在脱臭工段，脱臭工段是提升大豆油维生素 E 保留率的关键环节。本文选取 5 批次大豆原油在相同条件下按 1.3.2 常规精炼方法开展小试研究，验证营养伴随物各指标损失情况，详见表 1、表 2。结合数据可以看出，脱臭工段是整个精炼工序中营养伴随物损失最严重的环节，维生素 E 含量损失率均值达到 15.61%，植物甾醇含量损失率均值 9.26%，角鲨烯含量损失率均值 26.14%。2.2 不同脱臭参数对成品油营养伴随物的影响本文采用同一批脱色油在不同温度、不同时间下进行脱臭试验，并对成品油中营养伴随物的含量进行检测，具体影响趋势见图 1。从图 1 中可以看出，脱臭温度越低、脱臭时间越短，油中维生素 E、植物甾醇、角鲨烯的含量就越大，说明脱臭温度越低、时间越短，油中营养伴随物保留率越高。但为了确保油脂产品的食品安全，还需要考虑相同脱臭条件对油脂中反式脂肪酸、三氯丙醇酯及缩水甘油等风险因子的影响。表 1 不同工段对营养伴随物含量的影响表项目大豆原油中和豆油 脱色豆油脱臭豆油维生素 E/（mg/100 g）136.47135.29133.12111.36131.65131.48130.52109.39133.64132.14131.32109.17137.16135.38133.75111.19134.99128.60125.87111.06植物甾醇/（mg/100 g）276.01254.19252.12226.09272.87251.21246.87229.38278.11256.79247.58226.42279.84259.06247.76228.72275.99268.98264.29230.80角鲨烯/（mgkg-1）117.62115.90114.5277.25130.67126.92118.4673.77117.52114.66112.8481.03114.19108.21101.4685.25106.78104.21102.4185.73 表 2 不同工段营养伴随物损失率表 单位：%项目中和豆油脱色豆油脱臭豆油维生素 E1.631.2615.61植物甾醇6.702.459.26角鲨烯2.883.4826.14 118 116 114 112 110 108 106 104 102 100245240230220210脱臭温度/维生素 E/（mg/100 g）脱臭时间 90 min脱臭时间 60 min（a）维生素 E 240 235 230 225 220 215 210245240230220210脱臭温度/植物甾醇/（mg/100 g）脱臭时间 90 min脱臭时间 60 min（b）植物甾醇现代食品XIANDAISHIPIN85/工艺技术ProcessTechnology 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70245240230220210脱臭温度/角鲨烯/（mgkg-1）脱臭时间 90 min脱臭时间 60 min（c）角鲨烯图 1不同脱臭参数对营养伴随物的影响图2.3 不同脱臭参数对成品油风险因子的影响有研究表明，3-氯丙醇脂和缩水甘油酯主要出现在脱臭过程中，其含量随着脱臭温度的升高和脱臭时间的延长而增加，且很难通过吸附剂吸附的方式脱除，因此在油脂精炼过程中加以控制是防止其生成的最有效方式7。本文用同一批脱色油在不同温度、不同时间下进行脱臭试验，检测成品油中风险因子的含量，具体结果见表 3。从表 3 中可以看出，在脱臭时间 60 min，脱臭温度 220 时，成品油中风险因子含量较低，且符合零反式脂肪酸标注要求。表 3 不同脱臭参数对成品油风险因子的影响表序号脱臭温度/脱臭时间/min反式脂肪酸/%3-氯丙醇脂/（mgkg-1）缩水甘油酯/（mgkg-1）苯并芘/（gkg-1）溶剂残留/（mgkg-1）黄曲霉毒素 B1/（gkg-1）1245600.7590.9240.834未检出未检出未检出2240600.5690.7690.612未检出未检出未检出3230600.3490.6330.565未检出未检出未检出4220600.2450.5110.425未检出未检出未检出5210600.2150.4020.392未检出未检出未检出6245900.1120.1080.981未检出未检出未检出7240900.9980.9580.842未检出未检出未检出8230900.7970.7100.774未检出未检出未检出9220900.5120.6980.569未检出未检出未检出10210900.3250.4920.501未检出未检出未检出2.4 不同脱臭参数对成品油理化指标的影响本文用同一批脱色油在不同温度、不同时间下进行脱臭试验，检测成品油中的常规理化指标，具体结果见表 4。从表 4 中可以看出，选择更低的脱臭温度，更能保留原有的天然色素，酸价（3 mgg-1）、过氧化值（0.25 g/100 g）等质量指标均符合国家标准要求。但在脱臭温度为 210 时，成品油的气味滋味有所加重，臭味物质有可能脱除不彻底。因此目前最佳的精准脱臭温度应为 220，脱臭时间 为 60 min。表 4 不同脱臭参数对成品油理化指标的影响表脱臭温度/脱臭时间/min色泽酸价（以 KOH 计）/（mgg-1）过氧化值/（mg/100 g）气味滋味24560R0.6 Y6.00.060.008 4正常24060R0.7 Y7.00.060.008 1正常23060R0.8 Y8.00.070.007 6正常22060R0.9 Y9.00.080.005 4正常21060R1.0 Y100.100.004 9轻微豆腥味24590R0.5 Y5.00.050.009 7正常24090R0.6 Y6.00.060.008 4正常23090R0.7 Y7.00.060.008 1正常22090R0.7 Y7.00.070.007 9正常21090R0.8 Y8.00.080.006 4正常2.5 精准脱臭与常规脱臭对成品油营养伴随物保留率的影响综合以上研究，将同一批次的脱色油分别进行精准脱臭（脱臭温度220，时间60 min）和常规脱臭（脱臭温度 245、时间 90 min）。从表 5 可以看出，精准脱臭生产的成品油中营养伴随物保留率较常规脱臭工艺高，与常规脱臭工艺相比，维生素 E 含量提升 12.83%，（下转第 96 页）现代食品XIANDAISHIPIN96/食品科技Food Science and Technology3 结论本文针对我国海产品质量溯源措施尚存不足这一现象，提出并建立了基于二维码技术的海产品质量溯源系统。针对信息安全问题，重点分析、验证了加密技术中 RSA 算法的原理及实现，解决了消费者和监管者对掌握海产品质量信息的需求。通过实地运行测试，系统总体上取得如期的效果。下一步可通过两方面提升系统性能。改进加密算法，将 RSA 与 DES 算法结合起来加密，用 DES 对明文加密，RSA 对 DES 的密钥加密，可以解决 RSA 加密速度慢问题。将系统与微信、小程序、淘宝等当前主流互联网应用结合，让终端用户使用更方便。参考文献1 焦玉聪，张立新，黄庆林，等.基于 RFID 及二维码的肉制品质量安全溯源系统 J.江苏农业科学，2017，45（5）：215-218.2 王华，李卫卫，吴怀广，等.基于二维码的禽类肉产品安全溯源系统设计与实现 J.计算机应用与软件，2020，37（10）：1-5.3 平伟，贾文丽，孙月驰，等.基于 DES 算法与 RSA算法的数据加密技术在电子商务中的应用 J.软件导刊，2018，17（5）：198-200.4 唐蓉，周瑜平，叶小莺，等.基于 RSA 算法特性的安全性研究 J.电子设计工程，2023，31（4）：164-168.5 陈靖雯，夏诗文，林勇.RSA 加密二维码在防伪溯源系统中的应用 J.宁波工程学院学报，2016，28（4）：31-36.6 郑诗琳，霍耀超.基于二维码标识的林下产品溯源系统研究 J.贵阳学院学报（自然科学版），2022，17（1）：90-94.植物甾醇含量提升 6.86%，角鲨烯含量提升 10.08%。表 5不同加工工艺对营养伴随物的影响表项目维生素 E/（mg/100 g）植物甾醇/（mg/100 g）角鲨烯/（mgkg-1）常规一级豆油100.52216.5277.2精准脱臭一级豆油113.42231.3884.983 结论优化一级大豆油的脱臭加工参数可以明显提高维生素 E、植物甾醇、角鲨烯等营养伴随物的保留率，可为工厂生产提升一级大豆油质量提供重要的理论基础和实践指导。但精准脱臭是油脂精准适度加工中的一环，后续还需对精炼过程中脱酸、脱色等其他环节进行精准适度加工技术研究，以期推动油脂精炼行业的发展。参考文献1金青哲，王兴国，厉秋岳.直面油脂营养认识误区，大力发展“健康”食用油 J.中国油脂，2007（2）：12-16.2 王兴国，金青哲，白长军，等.大豆油精准适度加工关键新技术开发与示范 J.中国油脂，2015，40（9）：7-12.3 董华，高健，李洁艳，等.精炼玉米油适度加工营养元素保留技术的研究 J.现代食品，2021（9）：56-59.4 刘玉兰，陈莉，胡爱鹏，等.脱臭工艺条件对葵花籽油综合品质影响的研究 J.中国油脂，2018，43（10）：1-7.5 徐勇将，雷竞男，张哲皓，等.未来健康油脂：精准营养与适度加工 J.粮油食品科技，2023，31（1）：6-11.6 孙玉萍，胡金华，仇长璐，等.大豆油生育酚在精炼过程中的变化 J/OL.中国油脂：1-162023-08-04.https:/doi.org/10.19902/ki.zgyz.1003-7969.230050.7程倩，王风艳，苗木，等.分子蒸馏脱除玉米油中3-氯丙醇脂肪酸酯和缩水甘油酯效果的研究 J.中国油脂，2019，44（7）：107-111.（上接第 85 页）